Prozessdetails: Holz-EU-KUP-Hackschnitzel-Mitverbr-Kohle-HKW-GD-ZWS-2030/en

1.1 Beschreibung

Mitverbrennung von Holz-Hackschnitzeln (20% Anteil) in einem 50-MW-el-Steinkohle-Gegendruck- (GD) Dampfturbinen-Heizkraftwerk (HKW) mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung (WSF), Daten nach #1 (aktualisiert nach #2), hier ohne Gutschrift für ausgekoppelte Wärme (brutto). Transportentfernung mit 100 km angesetzt, Transport mit Lkw. Investitionskosten umfassen hier nur die Mehr-Investition für die Brennstoffaufbereitung, Daten nach #3.

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 1994: Umweltanalyse von Energie-, Transport- und Stoffsystemen: Gesamt-Emissions-Modell integrierter Systeme (GEMIS) Version 2.1 - erweiterter und aktualisierter Endbericht, U. Fritsche u.a., i.A. des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Energie und Bundesangelegenheiten (HMUEB), veröffentlicht durch HMUEB, Wiesbaden 1995
  2. DFIU (Deutsch-Französisches Institut für Umweltforschung) 2002: Ermittlung und Evaluierung von Emissionsfaktoren für Feuerungsanlagen in Deutschland für die Jahre 1995, 2000 und 2010, O. Rentz/U. Karl/H. Peter, Forschungsbericht 299 43 142 i.A. des Umweltbundesamts, Karlsruhe
  3. IVD (Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen, Universität Stuttgart) 1998: Erforderliche Eigenschaften holz- und halmgutartiger Biobrennstoffe bei einer Zufeuerung in existierenden Kohlekraftwerken, Hartmut Spliethoff/Volker Siegle/Klaus Hein, in: FNR 1998, S. 155-175
  4. Originaldokumentation von 'Holz-EU-KUP-Hackschnitzel-Mitverbr-Kohle-HKW-GD-ZWS-2030/en'

1.3 ProBas-Anmerkungen

Kurzinfo: Datensatz aus GEMIS. Negative Werte durch Gutschriftenrechnung. Werte des Prozesses in Spalte ‚Prozess direkt’, Werte des Prozesses einschließlich Vorkette in Spalte ‚Prozess inkl. Vorkette’. Weiter…

GEMIS steht für „Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme&“; es ist ein Softwaretool des Öko-Instituts. GEMIS wurde 1987 erstmals angewendet und wird seitdem weiterentwickelt.

Die GEMIS-Datensätze beruhen - je nach Anwendung - auf unterschiedlichen Methoden; auch der zeitliche und der örtliche Bezug der Datensätze sind verschieden.

Methode bei Prozessen mit mehreren Outputs:

Zur Modellierung der Datensätze zu Multi-Output Prozessen wird in GEMIS die Methode der Systemerweiterung verwendet. Hierbei werden Datensätze, in denen jeweils alle Inputs, alle Outputs und alle Umweltaspekte eines Multi-Output Prozesses ausgewiesen sind, als „Brutto&“ bezeichnet. Durch Subtraktion von ‚Bonus’-Prozessen, die jeweils einen der Outputs auf herkömmliche Weise bereitstellen, entsteht ein Nettoprozess, in denen das substituierte Nebenprodukt als Gutschrift erscheint. Die Gutschrift ist dabei kein realer Output des Prozesses, sondern ein rechnerischer ‚Merker’.

Beispiel (s.a. Bild 1):

Multi-Output Prozess Biogas-BZ-MC-HKW-D-2020/brutto: Output ist 1 TJ Elektrizität und 0,6 TJ Wärme, der „Netto&“-Datensatz soll sich aber nur auf die Elektrizität beziehen. Durch Subtraktion des Bonusprozesses Wärme-Bonus-Gas-Hzg-D-2020 mit dem Output Wärme(0,6 TJ) entsteht der „Netto&“-Datensatz Biogas-BZ-MC-HKW-D-2020/Gas, für den als Output 1 TJ Elektrizität und 0,6 TJ ‚Gutschrift Wärme-Bonus-für-KWK (Bio)-2020 bei Wärme-Bonus-Gas-Hzg-D-2020’ angegeben werden; die Gutschrift stellt keinen Stoff- oder Energiefluss des Prozesses dar, sie ist allein rechnerisch begründet.

Bild 1: Beispiel zur GEMIS-Methode der Gutschriftsrechnung / Systemerweiterung

Transport:

Angaben zu den angesetzten Transportdistanzen werden nicht gegeben.

Abschneidekriterien:

Wasser wird in der Regel nur auf der Inputseite angegeben (etwa als Kühlwasser), auch wenn es den Prozess wieder verlässt als Abwasser.
Weitere Angaben zu angewendeten Abschneidekriterien werden nicht gegeben.

Besondere Nomenklatur:

Zahlreiche Abkürzungen für Brennstoffe aus Biomasse und entsprechende Technologien, siehe Glossar #link#.

Besonderheiten auf Datensatzebene:

Die Datensätze sind mit Vorketten-Datensätzen verknüpft, in denen die jeweils benötigten Vorprodukte, Energien und Transportleistungen erzeugt werden. Die Daten zu den Umweltaspekten werden erstens „direkt&“ (d.h., nur aus dem jeweiligen Prozess, falls dieser direkt zu Umweltaspekten beiträgt) als auch „mit Vorkette&“ (d.h., einschließlich aller vorausgehenden Prozesse) ausgewiesen.
Negative Werte für Stoffflüsse kommen in GEMIS regelmäßig vor; sie entstehen durch die Anwendung von Systemerweiterung (#link auf Systemerweiterung oben) um Multi-Output Prozesse in Single Output Prozesse umzurechnen.
Teilweise werden Aufwendungen für Produktionsmittel (Anlagen, Fahrzeuge etc.) aufgeführt (als Stoffflüsse im Input); diese sind jedoch nicht auf die funktionelle Einheit bezogen, sondern werden als absolute Werte angegeben; sie werden nur als Input und nicht als Output (Entsorgung der Betriebsmittel) angegeben.
Die durch die Herstellung dieser Produktionsmittel verursachten Umweltaspekte sind dagegen über Leistung, jährliche Auslastung und Lebensdauer auf die funktionelle Einheit bezogen

Weiterführende Hinweise und Literatur:

#1: Fritsche, U.R., Schmidt, K.: Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS), Version 4.2, Handbuch, Darmstadt, August 2004.
#2: Fritsche, U.R., Schmidt, K.: Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS), Version 4.1, Handbuch, Darmstadt, Darmstadt, Januar 2003.
#3: Fritsche, U., et al.: Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse, Verbundprojekt gefördert vom BMU im Rahmen des ZIP, Projektträger: FZ Jülich, Mai 2004, Anhangband zum Endbericht.
#4: Fritsche, U., et al.: Umweltanalyse von Energie-, Transport- und Stoffsystemen: Gesamt-Emissions-Modell integrierter Systeme (GEMIS) Version 2.1 - erweiterter und aktualisierter Endbericht, U. Fritsche u.a., i.A. des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Energie und Bundesangelegenheiten (HMUEB), veröffentlicht durch HMUEB, Wiesbaden 1995

Website: http://www.gemis.de

1.4 Weitere Metadaten

Quelle IINAS
Projekte BiomassFutures 2012 (EU-IEE)
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Europa
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 1600 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 25 a
Leistung 10 MW
Nutzungsgrad 29,8 %
Produkt Elektrizität
Verwendete Allokation Allokation nach Energieäquivalenten

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Holz-EU-KUP-Hackschnitzel (berechnet) Hacker-grossHolz-EU-KUP-Hackschnitzel-2030 3,35 TJ

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-EU-2030 25885 tkm

Outputs

Output Menge Einheit
Elektrizität 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -271*10-9 TJ
Atomkraft 0,000513 TJ
Biomasse-Anbau 1,99 TJ
Biomasse-Anbau 0,00753 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00244 kg
Biomasse-Reststoffe 0,000315 TJ
Braunkohle 0,000253 TJ
Eisen-Schrott 354 kg
Erdgas 0,0253 TJ
Erdgas 0,618 kg
Erdöl 0,0627 TJ
Erdöl 93 kg
Erze 1169 kg
Fe-Schrott 0,00201 kg
Geothermie 7,75*10-6 TJ
Luft 67,5 kg
Mineralien 825 kg
Müll 0,000204 TJ
NE-Schrott 0,348 kg
Sekundärrohstoffe 1,9 kg
Sekundärrohstoffe 0,00315 TJ
Sonne 51,9*10-6 TJ
Steinkohle 0,0184 TJ
Wasser 17057 kg
Wasserkraft 0,000301 TJ
Wind 0,000174 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00335 TJ
KEA-erneuerbar 1,99 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,111 TJ
KEV-andere 0,00335 TJ
KEV-erneuerbar 1,99 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,107 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 82,2*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 61,4*10-6 kg
CH4 1,3 9,39 kg
CO 65 75,1 kg
CO2 0 56216 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000392 kg
H2S 0 0,164 kg
HCl 1,6 0,985 kg
HF 0 0,0036 kg
HFC-125 0 0 kg
HFC-134 0 0 kg
HFC-134a 0 0 kg
HFC-143 0 0 kg
HFC-143a 0 0 kg
HFC-152a 0 0 kg
HFC-227 0 0 kg
HFC-23 0 0 kg
HFC-236 0 0 kg
HFC-245 0 0 kg
HFC-32 0 0 kg
HFC-43-10mee 0 0 kg
Hg (Luft) k.A. 97,9*10-6 kg
N2O 172 111 kg
NH3 0 4,54 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000588 kg
NMVOC 6,5 6,53 kg
NOx 244 176 kg
PAH (Luft) k.A. 518*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00254 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 4,7*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000241 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00188 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 1,01 6,13 kg
Staub 5,05 8,23 kg

Luftemissionen (Aggregierte Werte, TOPP-Äquivalent, SO2-Äquivalent, , direkt, inkl. Vorkette)

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 51173 89626 kg
SO2-Äquivalent 172 139 kg
TOPP-Äquivalent 311 230 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 1,29 kg
AOX 63,2*10-6 kg
As (Abwasser) 679*10-9 kg
BSB5 0,948 kg
Cd (Abwasser) 1,66*10-6 kg
Cr (Abwasser) 1,64*10-6 kg
CSB 32,5 kg
Hg (Abwasser) 830*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000187 kg
N 0,0084 kg
P 39,5*10-6 kg
Pb (Abwasser) 10,8*10-6 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 3945 kg
Asche 10222 6031 kg
Klärschlamm 0 1,27 kg
Produktionsabfall 0 15171 kg
REA-Reststoff 28,4 24,3 kg
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